第2137章 单晶硅提纯
林金莲一夜未睡，却不见丝毫疲惫，眼底反而愈发明亮清亮。
平板屏幕整夜亮着，她将所有关于单晶硅提纯、光刻胶制备的基础理论、实验流程、杂质控制参数，尽数熟记于心，彻底吃透了所有基础知识点。
刘科学推门而入时，带来了精选的石英砂石。
这是他目前找到的高纯度石英砂，是目前条件下，能找到的含硅量最高的天然原料。
“金莲妹妹，我找到了高纯度石英砂。”
刘科学将砂石平铺在操作台一角，颗粒晶莹发白，质地坚硬，是天然二氧化硅矿石。
他看着林金莲，继续说道：
“按照工业流程，制造芯片级单晶硅，需要矿石筛选、酸洗除杂、高温还原、拉晶提纯，最后形成超高纯度单晶硅棒。
普通工业硅纯度只有98%，远远不够。
芯片级硅片，纯度必须达到99.%，也就是行业内常说的九个九纯度。”
说到这里，刘科学语气带着凝重道：
“差一个小数点，杂质超标，未来的芯片就会漏电、短路、彻底报废。
这也是我们以前，迟迟跨不过去的门槛。”
九个九的超高纯度。
这个数字，足以劝退九成顶尖工匠。
林金莲伸手捻起一粒石英砂，指尖细腻微凉，她轻轻摩挲着砂石表面，微微点头道：
“我知道，在资料里我已经了解了。”
她抬眼看向刘科学，语气平静却无比坚定的说道：
“没有提纯离心机，没有标准化酸洗车间，我们就用仙法来辅助，分次提纯、逐级除杂。”
在一个宽敞的房间里，早已搭建好了高温熔炉。
炉膛经过耐火泥反复涂抹加固，旁边摆放着调配好的盐酸、硝酸混合酸洗溶液、清水过滤装置和耐高温石墨坩埚。
“第一步，筛选。”
林金莲动作利落，不拖泥带水。
她亲自动手将石英砂石反复分拣，剔除发黄、发黑、含杂质结块的颗粒，只留下最通透、最纯粹的白色砂粒。
只见，林金莲施展仙法一颗颗精挑细选，速度不快，却极致细致，不放过一丝肉眼可见的杂质。
刘科学在一旁辅助，帮忙清洗、沉淀、过滤。
清水一遍遍冲刷砂石，浑浊的水流反复褪去。
“第二步，酸洗除杂。”
林金莲将筛选干净的石英砂放入耐酸容器，缓缓倒入调配好的酸液。
滋滋——
细微的腐蚀声响彻工坊，微量气泡不断上浮。
酸液正在缓慢溶解砂石内部附着的金属杂质、尘土氧化物。
“常温浸泡三刻钟，分次换水，反复漂洗，杜绝酸液残留。”
林金莲低声念叨着实验准则，严格对照资料流程，把控每一个时间节点。
以往做机械改造，她可以随心改良结构，但化工提纯分毫不能差，一旦配比、时间出错，整批原料彻底作废。
三刻钟后。
酸蚀结束，反复清水沉淀冲洗数十次，直至水质彻底清澈，无一丝浑浊。
洗净的石英砂被平铺在干净铁板上，通风晾干。
此刻的砂石，已经褪去了所有天然杂质，纯度远超普通工业原料。
“第三步，高温还原。”
林金莲将晾干的纯净石英砂装入石墨坩埚，稳稳送入高温熔炉。
“升温。”
刘科学立刻点燃炉火火源，火势逐步攀升。
炉膛温度稳步上涨，热浪扑面而来。
石英砂的熔点高达一千七百多度，想要还原出单质硅，必须持续高温煅烧。
工坊内温度骤升，两人额间渐渐渗出细汗，却无人分心。
林金莲守在熔炉旁，目光紧紧盯着炉膛内部，抬手感受火势温度变化。
她没有精密测温仪器，却能通过火焰颜色、炉膛热浪、砂石软化状态，精准判断温度高低，误差绝不超过数十度。
“温度够了，封闭炉膛，恒温煅烧。”
随着她一声轻语，刘科学立刻封堵炉口，稳住风力，保持炉膛持续高温。
熔炉之内，白色石英砂在超高温度下渐渐软化、熔融、沸腾，二氧化硅在高温下逐步发生还原反应，杂质不断汽化、析出、剥离。
时间一分一秒流逝。
整整四个时辰的恒温高温淬炼。
待火势缓缓褪去，炉膛冷却，打开炉口的瞬间，一块暗沉、粗粝的工业硅块静静躺在坩埚中央。
没有精致光泽，质地粗糙，却已是初步提纯后的单质硅。
刘科学拿起硅块，轻轻掂量，眼中带着欣喜：
“第一步成了！这纯度，目测已经远超普通工业硅！”
林金莲轻轻摇头，眼神极为挑剔的说道：
“但这还远远不够。
里面还有细微气孔、残留杂质、金属颗粒，至少还要反复提纯三次，才能摸到高纯度硅的门槛。”
她从不满足初步成功，要做，就做到极致。
接下来的一整天，工坊炉火不息。
破碎、酸洗、重熔、再结晶、冷却筛选。
一次次重复枯燥又精密的提纯工序。
每一次熔炼，杂质便少一分，硅块质地便纯粹一分。
第一次重熔，硅块褪去暗沉，变得略带银灰光泽。
第二次重熔，内部气孔彻底消失，质地变得致密坚硬。
第三次重熔，硅料色泽均匀通透，杂质几乎彻底剥离。
当最后一次熔炉冷却，一块通体银亮、质地纯净、触感细腻紧实的硅锭，静静出现在坩埚之中。
阳光透过窗落在硅锭表面，无杂无疵，莹润干净。
林金莲拿起高精度称重卡尺，反复测量、比对、筛选边缘废料，留下最核心、最纯粹的硅体。
“初步达标了。”
她终于露出一抹浅浅的笑意，继续说道：
“现在，勉强达到芯片基底的入门纯度，可以用来打磨硅片基板了。”
刘科学长长吐出一口气，心中震撼不已。
林金莲依靠最简陋设备，纯靠人工把控、极致耐心与逆天手感，硬生生炼出了芯片级高纯硅。
“硅原料搞定，下一步我们做什么？”刘科学连忙追问道。
林金莲看向平板上的另一篇文档，目光坚定道：
“下一步，我们开始制备光刻胶。
硅片是芯片的肉身，光刻胶就是芯片的画纸。
没有合格的光敏光刻胶，就算未来造出顶级光路，也无法在硅片上留下任何电路图案。”
她放下手中硅锭，目光望向窗外渐晚的天色，继续说道：
“硅提纯，只是最简单的一件事。
真正的难题，还在后面呢。”
刘科学闻言，心中瞬间提起紧绷的弦。
他清楚记得资料记载，高端光刻胶，是配方绝密、化工极难复刻的核心材料，光敏敏感度、抗蚀性、分辨率、附着力，每一项参数都苛刻到极致。